شرح	سال خورشیدی	سال میلادی
پیل ولتا توسط ولتای امرکایی ساخته شد(نخستین گام اصلی پیشرفت در صنعت برق)	1154	1775
سر آغاز روند تهیه سیم های روکش دار برای مصارف گوناگون	؟	؟
ساخت نخستین کابل مخابراتی با عایق گوتا-پرچا؛ این سیم ها در شبکه های تلگراف استفتده می شد. تلگراف در سال 1247 به ایران آورده شد و شبکه ای از شمال غرب تا نوب شرق توسط شرکت زیمنس اجرا گردید	1226	1847
کشف مبانی بهره گیری از صنعت برق در این دوره است. مایکل فارادی در سال 1821 مبانی کار موتورها و ژنراتورها را کشف کرد. جرج سیمون اهم قوانین اهم را مطرح ساخت و ژوزف ساکستون امریکایی در سال 1832 ماشین الکترومغناطیس خود را به نمایش گذاشت.	1259	1880
نخستین کابل برق با روکش گوتا-پرچا برای جریان DC ساخته شد در همین دوران روکش های لاستیکی و ولکانیزه نیز مطرح بوده است.	1260	1881
ساخت سیم های با روکش پارچه ای آغشته به مواد قیر گونه و به کاگیری غلاف سربی.	1261	1882
ساخت کابل 10 کیلوولتی با عایق کاغذی روغنی با روش آغشته سازی تراکمی (برای جریان متناوب) توسط فرانتی ایتالیایی	1269	1890
ساخت اولین کابل 33 کیلوولتی کاغذی روغنی با روش آغشته سازی تراکمی	3-1292	14-1913
ساخت کابل های بالاتر از 66 کیلوولت تا 132 کیلو ولت کاغذی پر روغن توسز امانویلی ایتالیایی	4-1302	6-1924
عایق PVC برای نخستین بار در آلمان آزمایش شد	1309	1930
کابل های فشار قوی توسط امانویلی ساخته شد و همچنین کابلهای گازی پر فشار (با منبع فشار بیرونی) آزمون گردید	1310	1931
کابل های پر روغن کم فشار 220 کیلوولتی آزمون گردید	1315	1936
کابلهای گازی پر فشار (با منبع فشار درونی) ساخته شد	1316	1937
نخستین کابل فشار قوی سه رشته ای 132 کیلوولتی به بهره برداری رسید	1322	1943
کابل 20 کیلو ولتی با عایق PE ساخته شد	1326	1947
برای جلوگیری از نشت روغن کابلهای بدون نشت و اشباع شده از روغن(Mass-Impregnated) ساخته شد	1328	1949
کابل کاغذی روغنی کم فشار 400 کیلوولتی آزمایش شد	1331	1952
1-     استاده بازرگانی ازPVC و عایق های گرما-نرم و گرما-سخت آغاز شد. 2-    رشد کاربرد کابلهای PVC در شبکه های فشار ضعیف 3-    بهره گیری از زره های آلومینیومی	دهه 1330	دهه 1950
ساخت بازرگانی کابل کاغذ روغنی 275 کیلوولتی	1333	1954
اجرای کابلهای 275 کیلوولتی در شبکه	1338	1959
کابل 20 کیلوولتی با عایق بسپاری  XLPE ساخته شد	1339	1960
کابل ارتباطی DC 1000 کیلوولتی میان انگلیس و فرانسه به کار افتاد	1940	1961
کابل 138 کیلو ولتی با عایق PE ساخته شد	1345	1966
1-     کابل 400 کیلوولتی کاغذی روغنی به بهره برداری رسید 2-    کابل 225 کیلوولتی با عایق PE ساخته شد.	1348	1969
کابل 500 کیلوولتی کاغذی روغنی کم فشار ساخته شد	1353	1974
کابل 275 کیلوولتی با عایق XLPE ساخته شد	1358	1979
کابل کاغذی چر روغن کم فشار 1100 کیلوولتی آزمایش گردید	1359	1980
کابل 400 کیلو ولتی با عایق PE ساخته شد	1365	1986
کابل 500 کیلوولتی با عایق XLPE ساخته شد	1365	1988

اجزای کابل

1. هادی کابل
2. عایق اصلی
3. لایه محافظ نیمه هادی
4. لایه محافظ الکترومغناطیسی (shield wire)
5. غلاف کابل (Armor)
6. روکش کابل(Jacket)

 

 

موادی که در ساختمان کابل کاربرد دارند

فلزات

امروزه فلزات نقره، مس، آلومینیوم، سرب و فولاد به صورت های گوناگون در ساختمان کابلها مصرف دارند. با توجه به ویژگی های رسانایی، مقاومتی(اهمی و مکانیکی) و قیمتی میتوان از این فلزات در ساخت و تولید کابل بهره گرفت.

 

ویژگی الکتریکی فلزات

فلز	رسانایی نسبی مس=100	مقاومت ویژه خاک در 20به اهم متر 10-8	ضریب دمای مقاومت به
نقره	106	1.626	0.0041
مس(H.C نرم تابداده شده)	100	1.724	0.0039
مس(H.C سرد کشیده شده)	97	1.777	0.0039
مس قلع اندود	95-99	1.741-1.814	0.0039
آلومینیوم(درجهE.Cنرم)	61	2.803	0.0040
آلومینیوم(درجهEC،H،H0.5 )	61	2.826	0.0040
سدیم	35	4.926	0.0054
فولاد نرم-چکش خوار	12	13.80	0.0054
سرب	8	214	0.0040

 

 

ویژگی فیزیکی فلزات مصرفی در ساختمان کابل

ویژگی	یکا	مس	آلومینیوم	سرب
چگالی در 20	Kg/m3	8890	2703	11370
ضریب انبساط گرمایشی در هر	10-6	17	23	29
نقطه ذوب		1083	659	327
رسانایی گرمایشی	W/cm	3.8	2.4	0.34
حد تنش کششی: باز پخته شده، نرم تابدبده شده سختی از%H 75 تاH	MN/m2     MN/m2	225     –	70-90     125-205	–     –
ضریب کشایی-مدول الاستیسیته	MN/m2	26	14	–
سختی: –         نرم –         75% H تا  H	DPHN   DPHN	50   –	20-25   30-40	5   –
حد تحمل تنش خستگی	MN/m2

 

مس

مس به آسانی غلتک پذیر استو میله آن پس از کشیدن به صورت سیم نازکی در می آید، این ویژگی همراه با رسانایی عالی آن را به عنوان بهترین رسانا در 50 سال اخیر بی رقیب ساخته است. در صورتی که مس بر عایق اثر بد بگذارد مس را قلع اندود میکنند. تنها جنبه ناسازگار بهره گیری از مس به عنوان هادی، نوسان قیمت آن در بازار است.

آلومینیوم

فلز آلومینیوم به خوبی مس غلتک پذیر نیست، رشته های نازک آن توانمندی لازم را برای رویارویی با نیروهای وارده را ندارند و استقامت مکانیکی آلومینیوم در مقایسه با مس بسیار کمتر است. در صنعت کابل سازی همواره تلاش بر این است که بیشترین حد توانمندی این فلز تا  MN/m²125 برسد تا توانمندی آن در برابر کش آمدگی افزایش یابد و و در اثر خمش نشکند. از سویی رسانای آلومینیوم را میتوان در مقاطع بزرگ به صورت یکپارچه و قطایی شکل نیز مصرف نمودو در این حالت گذشتناز یک فرآیند باز پخت نرم کننده یا تابکاری فلز (انیلینگ) که سختی را به کمترین اندازه می رساند نیز مطلوب می باشد. چنین رسانایی بیشتر با روش تزریق ساخته میشود.

 

مقایسه مس و آلومینیوم

• رسانایی AL به 61% Cu میرسد(کمتر از مس)
• چگالی Al حدود یک سوم Cu(کمتر از مس)
• در یک رسانایی برابر، مقطع یک رسانای آلومینیومی 1.6 برابر مقطع یک رسانای مسی است

سوال) در دو کابل معادل (اجزای کابل کاملا مشابه از همه لحاظ)مسی و آلومینیومی کدام یک سبک تر است ؟

• پدیدار شدن پوسته ای نازک و سخت از اکسید آلومینیوم بر روی این رسانا که از رسانایی آن می کاهد
• نقطه تسلیم آلومینیوم در برابر تنش های وارده کم است نتیجه این اثر پدید آمدن نقطه ای با مقاومت اهمی بالاست و دنبال گرم شدن اندازه به گسیختگی رسانا منجر می شود

امروزه صنعت آلومینیوم با رشد کافی روبروست و دست یابی به آن آسانتر از گذشته میباشد و با توجه به قیمت کمتر نسبت به مس آینده کاربرد آلومینیوم را در صنعت برق هموارتر ساخته است.

سیم های آلومینیومی مس اندود

     برای چیره شدن بر دشواری هایی که یک رسانای آلومینیومی به ویژه در مقاطع کوچک از خود نشان میدهد و تهیه یک رسانای سبک که رسانایی مطلوب داشته باشد؛ سیم های آلومینیومی را مس اندود می کنند. برای این کار فلز مس را با یک فرایند متالوژیکی بر روی هر رشته از سیم آلومینیوم مینشانند وکلفتی لایه آن بسته به نیاز تغییر می نماید. در یک سیم استاندارد نسبت این دو فلز به 10 درصد حجمی و 27 درصد وزنی می رسد.

 

ابررساناها

      یکی از مهمترین دشواریهایی که در بهره گیری از رساناها در کابل وجود دارد گرمازایی آنهاست. میزان گرما در رسانا به مقاومت ویژه ماده رسانا بستگی دارد. در ابر رسانا تلاش بر آن است که بر مقاومت و تلفات چیره شوند و آن را به صفر نزیک کنند. بررسی ها نشان میدهد که مقاومت ویژه فلز آلومینیوم در دمای 70 کلوین تا 20 برابر ودر دمای 20 کلوین تا 1000 برابر کوچک می شود پس اگر سعی کنیم هادی را سرد کنیم به ابر رسانا تبدیل خواهد شد.

مناسب  ترین موتدی که در ابر رسانامورد استفاده قرار می گیرد، نیوبیوم خاص و نیوبیوم-قلع با دماهای بحرانی نزدیک به 9.5 کلوین و 18.4 کلوین است.

سوال) آیا نیاز است که همه ی رسانا از جنس نیوبیوم باشد؟ از آنجا که جریان تنها در یک لایه بسیار نازک سطحی (0.1میکرومتر) جاری میشود نیازی به این کار نیست، اگر نیبیوم یا آلیاژهای آن را به میزان 10 تا 100 میکرومتری برروی فلز پایه ای مانند مس یا آلومینیوم بنشانیم یک ابر رسانا ساخته ایم.